相对密度是表示土的松密状态的指标,常见的说法有“粗粒土的相对密度”、“砂土的相对密度”,国外的教材较普遍是称为“砂砾土(sands and gravels)的相对密度”。 定义为砂砾土的相对密度有一定道理。一是我国标准确定相对密度的最大、最小干密度试验所用的容器一般为1000mL~2000mL,粒径较大的颗粒的土料就难以进行试验。所以要求最大粒径不大于5mm,且粒径为2mm~5mm的颗粒质量含量不超过15%。二是相对密度指标
相对密度是表示土的松密状态的指标,常见的说法有“粗粒土的相对密度”、“砂土的相对密度”,国外的教材较普遍是称为“砂砾土(sands and gravels)的相对密度”。
定义为砂砾土的相对密度有一定道理。一是我国标准确定相对密度的最大、最小干密度试验所用的容器一般为1000mL~2000mL,粒径较大的颗粒的土料就难以进行试验。所以要求最大粒径不大于5mm,且粒径为2mm~5mm的颗粒质量含量不超过15%。二是相对密度指标一个最重要的用途在于判定饱和砂土的液化,上述粒径正是砂土的范畴。
但相对密度是以特定土的目前的孔隙比e(干密度)与其所能达到的最大、最小孔隙比(干密度)之间的比例关系来表示的,用它在物理性质上表现这种土的松密程度,在力学性质上表示其强度变形特性,这最适合于无黏性土。对于细粒土和有一定胶结的粗粒土,单凭孔隙比间的相对关系是不能唯一反映这些性质的。
在上个世纪的80~90年代的七-五国家科技攻关项目“土质防渗体高土石坝研究”中,当时有几个科研单位与高校用不同尺寸的大型三轴试验仪对小浪底高堆石坝的堆石料进行三轴试验。由于试样的尺寸不同,相似法采用不同缩尺模拟原型堆石料,试样不可能达到原型堆石料的干密度(2.2g/cm?~2.3g/cm?),我们商定用相同的相对密度制样。这样就按照模拟料的最大粒径加大试验容器,测定最大、最小干密度,而原型料就在现场进行试验。最后各家的试验成果具有规律性和可比性,也分析了堆石料不同缩尺和不同模拟方法对力学性质的影响及其规律。所以,不限于各种《规范》、《标准》的约束,扩展为无黏性土的相对密度是完全可以接受的。
那为什么不说是“粗粒土的相对密度”呢?因为其中有胶结的以及含泥量很高的粗粒土,不能用相对密度唯一地反映其强度、模量以及液化可能性。在《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001中,对于砂土的密度有两种指标,一种是相对密度:
疏松:;中密:;密实:。
另一种使用标准灌入击数N来判定,见表1:
由于确定相对密度的试验是室内试验,是完全碎散的重塑土样,而原位的砂石土层则可能经历悠久地质历史,具有一定胶结与黏聚力,即使测出其原位的孔隙比,经室内试验计算出其相对密度,与用标贯击数判断的也没有可比性。只有那些填方的砂土,或者在原位颗粒间基本没有联结的无黏性土,两种土密实度的分类判断才会较为一致。
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